DE3785625T2

DE3785625T2 - Tonerzeugungsvorrichtung mit Wellenformspeicher.

Info

Publication number: DE3785625T2
Application number: DE87112354T
Authority: DE
Inventors: Kao Fujita
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1987-08-25
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2007-08-26
Also published as: US4809577A; HK3994A; EP0258798A2; DE3785625D1; EP0258798A3; JPH0656555B2; JPS6364093A; EP0258798B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Vorrichtungen zur Erzeugung von Tönen unter Verwendung eines Wellenformspeichers und im besonderen auf eine Vorrichtung, die Perkussionsinstrumenten-Töne erzeugt, wobei ein Wellenformspeicherer wirkungsvoller ausgenützt wird.
US-A-4 566 364 offenbart ein elektronisches Musikinstrument mit Wellenformspeichern als Tonerzeugungsmittel, die es zur selektiven Erzeugung von Wellenformsignalen verschiedenster Art befähigen, und die ein einem ausgewählten Wellenformsignal entsprechendes Tonsignal erzeugen, das einer bestimmten Tonhöhe entspricht. Eine Art von Wellenformsignal besteht, zum Beispiel, aus einer Wellenform einer Periode, und die Wellenformspeicher speichern 64 Arten von Wellenformen, wobei jede an 64 Abtastpunkten abgetastet wird, um an 64 Adressen des Speichers gespeichert zu werden.
In einer solchen üblichen Vorrichtung zur Tonerzeugung wie etwa einer Rhythmusspiel-Vorrichtung sind jede jedem Perkussionsinstrument (wie bei einer Trommel und einer Zimbel) entsprechenden Wellenformdaten in einem Wellenformspeicher vorgespeichert, und die gespeicherten Wellenformdaten werden selektiv aus dem Wellenformspeicher ausgelesen, wobei eine solche Vorrichtung das Rhythmusspiel übernimmt. Vor solch einem Vorgang spielt der Musizierende real das Perkussionsinstrument, um die Töne eines Perkussionsinstrument (Perkussivtöne) zu erhalten, und die Wellenformen der Perkussivtöne werden abgetastet und mit Hilfe eines Analog/Digital-Wandlers in Amplitudendaten umgewandelt. Die Amplitudendaten werden wie die oben beschriebenen Wellenformdaten verwendet. Zum Beispiel werden die Amplitudendaten von acht Bits an jedem Abtastpunkt erhalten. Gewöhnlich werden solche Amplitudendaten von acht Bits in dem Wellenformspeicher gespeichert, wobei die Bitzahl eines Wortes (die Einwort-Bitzahl) acht ist. Danach werden ein Amplitudendatenwert an einem Abtastpunkt (im folgenden als ein Abtastdatenwert bezeichnet) einem Einwortspeicherbereich des Wellenformspeichers zugeordnet.
In der oben beschriebenen Vorrichtung muß die Einwort-Bitzahl des Wellenformspeicher erhöht werden, wenn die Bitzahl eines Abtastpunktes (Einabtast- Bitzahl) erhöht wird. Um die Wiedergabegüte entsprechend der Perkussivtonquelle zu verbessern, ist es nötig bei den Perkussionsinstrumenten die Einabtast-Bitzahl zu erhöhen. In einigen Fällen ist es vorzuziehen, daß, beispielsweise, die Einabtast-Bitzahl auf zwölf Bits gesetzt wird. In diesem Fall muß man den Wellenformspeicher verwenden, bei dem die Einwort-Bitzahl auf mehr als zwölf Bits gesetzt ist. Die herkömmlichen Vorrichtungen zur Tonerzeugung haben deshalb das Problem erhöhter Kosten.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, kann die Entwicklung einer Methode in Betracht gezogen werden, bei der Einabtastdaten dem Zweiwortspeicherbereich des Wellenformspeichers zugeordnet werden. In diesem Fall entspricht die Einabtast-Bitzahl acht Bits und die Zweiwort-Bitzahl des Wellenformspeichers ist gleich sechzehn Bits (da die Einwort-Bitzahl acht Bits ist), daraus ergibt sich, daß auf jeden Zweiwort-Speicherbereich des Wellenformspeichers ein Vier- Bitspeicherbereich unbenutzt bleiben. Diese Methode ist deshalb nicht vorteilhaft, da die Ausnutzungseffizienz des Wellenformspeichers relativ niedrig ist.
Zudem muß das spezielle Wellenformspeicherteil in dem herkömmlichen Wellenformspeicher zur Speicherung von Rauschtönen ausgerüstet sein, da Mehrfachwellenformdaten für jedes Musikinstrument gespeichert sind. Deshalb lastet der herkömmlichen Vorrichtung ein weiteres Problem an, das darauf beruht, daß die Speicherkapazität des Wellenformspeichers erhöht werden muß.
Es ist deshalb das Hauptziel der Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung von Tönen unter Verwendung eines Wellenformspeicher herzustellen, bei der das Datenspeicherformat so verbessert ist, daß die Ausnutzungseffizienz des Wellenformspeicher gesteigert ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Tönen herzustellen, bei der die Musiktöne gespeichert werden können und mit geringer Speicherkapazität des Wellenformspeichers und ebenso mit geringem Verzerrungsgrad wiedergegeben werden können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Tönen herzustellen, die durch Weg lassen des Wellenformspeicherteiles am Wellenformspeicher zu einem relativ niedrigen Preis realisiert werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Tönen unter Verwendung eines Wellenformspeichers, bei der eine Vielzahl von Amplitudendaten, die der Amplitude einer Tonwellenform an jedem Abtastpunkt entsprechen, vorgespeichert und Töne entsprechend den gespeicherten Amplitudendaten erzeugt werden, weist auf:
a) Wellenformspeichermittel zur Speicherung von Amplitudendaten mit M Bits (wobei M eine ganze Zahl bedeutet), welche Wellenformspeichermittel aus einer Vielzahl von Einwortspeicherbereichen bestehen, von denen jeder N-Bit Speicherplätze aufweist, (wobei N eine ganze Zahl ist, so daß gilt N < M ≤ 1,5 N);
b) Adressenbereitstellungsmittel, um Adressen bereitzustellen, die jeweils die Einwortspeicherbereiche den Wellenspeichermittel anzeigen, so daß N-Bit Speicherplätze ausgelesen werden;
c) Tonerzeugungsmittel, um auf der Grundlage der ausgelesenen Daten einen Ton zu erzeugen, welche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß Amplitudendaten zweier Abtastpunkte in drei Einwortspeicherbereichen gespeichert werden, wobei ein Datenwert mit N Bits innerhalb eines Amplitudendatenwertes mit M Bits in einem ersten Einwortspeicherbereich, ein anderer Datenwert mit N Bits innerhalb eines anderen Amplitudendatenwertes mit M Bits in einem dritten Einwortspeicherbereich, ein übriger Datenwert mit (M-N) Bits innerhalb des einen Amplitudenwertes mit M Bits und ein übrig er Datenwert mit (M-N) Bits innerhalb des anderen Amplitudenwertes mit M Bits in einem zweiten E inwortspeicherbereich gespeichert werden.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung klar dargestellt ist, offenkundig.
In den Zeichnungen ist
Fig. 1 ein Planschema zur Erklärung des schematischen Vorganges zur Erzeugung verschiedener Wellenformen nach der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das die Verschaltung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3 einen Blockschaltbild, das einen Adressengenerator der in Fig. 2 vorgesehenen Vorrichtung zeigt;
Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm zur Erklärung des Betriebs des in Fig. 3 gezeigten Adressengenerators;
Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm zur Erklärung des Betriebs eines Addierers, der in der Fig. 2 gezeigten Vorrichtung vorgesehen ist;
Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm zur Erklärung eines Halteprozesses eines Wellenformspeichers, der in der Fig. 2 gezeigten Vorrichtung vorgesehen ist.
In den Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile für alle verschiedenen Darstellungen.
Im folgenden wird der schematische Vorgang zur Erzeugung verschiedener Wellenformen im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. In diesem Fall wird die Einwort-Bitzahl auf acht und die Abtast-Bitzahl M auf zwölf festgesetzt.
In einem Wellenformspeicherteil 10 mit einer Vielzahl von Speicherbereichen kann jeder der Speicherbereiche 12 Daten von acht Bits als Einwortdaten speichern. Diese Speicherbereiche sind in einer Adressenvorschubrichtung angeordnet. Zusätzlich kann jeder Speicherbereich jeder Adresse in zwei Abschnitte geteilt werden, d.i., einen höherwertigen Speicherabschnitt UB und einen niederwertigen Speicherabschnitt LB.
Die Vielzahl der Speicherbereiche werden, zum Beispiel, mit Amplitudendaten versorgt, wobei die Einabtast-Bitzahl zwölf Bit ist. Die Amplitudendaten werden sequentiell in einer Reihenfolge erzeugt entsprechend einer Abtastfolge der Tom- Ton-(Perkussivton) Wellenformen. Die Amplitudendaten werden so aufgrund eines vorherbestimmten Datenspeicherformates gespeichert.
Genauer gesagt, die niederwertigen acht Bits der ersten Amplitudendaten der zwölf Bits werden in einem Speicherbereich mit der Adresse "0" gespeichert, und die höherwertigen vier Bits der ersten Amplitudendaten werden in einem höherwertigen Speicherabschnitt UB in dem Speicherbereich mit der Adresse "1" gespeichert. Nachfolgend werden die höherwertigen vier Bits der zweiten Amplitudendaten der zwölf Bits in dem niederwertigen Speicherabschnitt LB in dem Speicherbereich mit der Adresse "1" gespeichert, und die niederwertigen acht Bits der zweiten Amplitudendaten werden im Speicherbereich mit der Adresse "2" gespeichert.
Ähnlich zum oben beschriebenen Speichervorgang werden die Amplituden der zwölf Bits nacheinander in Speicherbereichen gespeichert, wobei jeder die Daten von acht Bits speichern kann. Folglich werden die Amplitudendaten von zwei Abtastpunkten (zum Beispiel, die Daten von vierundzwanzig Bits) in drei Speicherbereichen (die die Daten von vierundzwanzig Bits speichern können) gespeichert. In einem solchen Datenspeicherformat ist es möglich die nicht verwendeten Speicherabschnitte innerhalb der Speicherbereiche mit den Adressen "1", "4" und "7" usw. zu beseitigen.
Das Wellenformspeicherteil 10 wurde ursprünglich zu Wiedergabe der Tom- Töne verwendet, es ist jedoch auch möglich rauschende Tom-Töne (zum Beispiel, die Tom-Töne mit Rauschen) in der vorliegenden Ausführungsform zu erzeugen.
In dem Fall, in dem die den Tom-Tönen entsprechenden Wellenformdaten erzeugt werden, werden die Daten von acht Bits aus jedem Speicherbereich 12 innerhalb des Wellenformspeicherteils 10 gelesen, und diese Daten von acht Bits werden so miteinander verbunden, daß die Wellenformdaten von zwölf Bits an jedem Abtastpunkt, wie im mittleren Teil der Fig. 1 dargestellt, wiedergegeben werden.
Genauer gesagt, die im Speicherbereich mit der Adresse "0" gespeicherten Daten [0] werden mit den Daten [1]UB verbunden, die in dem höherwertigen Speicherabschnitt UB innerhalb des Speicherbereichs mit der Adresse "1" gespeichert sind, um dabei den ersten Abtastdatenwert mit zwölf Bits wiederzugeben. Nachfolgend werden die in dem niederwertigen Speicherabschnitt LB innerhalb des Speicherbereichs mit der Adresse "1" gespeicherten Daten [1]LB mit den in dem Speicherbereich der Adresse (2] gespeicherten Daten (2] verbunden, um dabei einen zweiten Abtastdatenwert mit zwölf Bits wiederzugeben. In gleicher Weise werden der dritte Abtastdatenwert und die weiteren aufeinanderfolgend wiedergegeben.
In dem Fall, in dem die den Rausch-Tom-Tönen entsprechenden Wellenformdaten erzeugt werden, werden die Daten von acht Bits aus jedem Speicherbereich 12 innerhalb des Wellenformspeicherteils 10 so ausgelesen, um den Datenwert [0] der Adresse "0" zu reproduzieren, den Datenwert [1] der Adresse "1" und den Datenwert [2] der Adresse "2" etc., im rechten Teil der Fig. 1 dargestellt. In diesem Fall sind jeder Datenwert [0] bis [2] den Daten von acht Bits identisch, die aus jeder Speicherfläche 12 innerhalb des Wellenformspeicherteils 10 ausgelesen werden. Dieser Auslesevorgang ist mit jedem üblichen Auslesevorgang identisch, und dieser Auslesevorgang kann sehr einfach durchgeführt werden.
Im folgenden wird die Verschaltung der erfindungsgemäßen Rhythmusspiel- Vorrichtung im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben. Diese Rhythmusspiel- Vorrichtung verwendet ein manuelles Betriebssystem, und es ist möglich Tom- Töne und Rausch-Tom-Töne aufgrund des in Fig. 1 gezeigten Vorgangs zu erzeugen.
In Fig. 2 besteht ein Wellenformspeicher 14 zur Speicherung von Perkussivtönen aus einem Festwertlesespeicher (ROM), und der Wellenformspeicher 14 weist eine Menge von Speicherbereichen auf, wobei jeder einem Perkussivton entspricht. Zusätzlich kann jeder Speicherbereich jedem Perkussivton entsprechende Wellenformdaten speichern. Zudem kann das Speicherteil des Wellenformspeichers 14 in zwei Bereiche geteilt werden, einen Nicht-Tom-Wellenformspeicherteil (zur Speicherung der Wellenformdaten der Perkussivtöne, die anders als die Tom-Töne sind) und einen Tom- Wellenformspeicherteil (zur Speicherung der Wellenformdaten der Tom-Töne).
Genauer gesagt, eine Abtast-Bitzahl von acht Bits wird einem Einwortspeicherbereich zugeordnet, und die Wellenformdaten von acht Bits werden in einem Einwortspeicherbereich innerhalb des Nicht-Tom-Wellenformspeicherteils gespeichert. Andererseits werden die Wellenformdaten der Tom-Töne in dem Tom-Wellenformspeicherteil gespeichert, wie in Fig. 1 beschrieben. Wie bereits beschrieben werden die Rausch-Tom-Töne aufgrund der Wellenformdaten der Tom-Töne erzeugt, es gibt deshalb kein besonderes Wellenformspeicherteil zur Speicherung der Rausch-Tom-Töne innerhalb des Wellenformspeichers 14.
Eine Rhythmusoperatorschaltung 16 weist eine Fülle von Rhythmusoperatoren auf < zum Beispiel, sich selbst zurückstellende Druckknopfschalter), wobei jeder einem Perkussivton entspricht. Jedesmal wenn ein Rhythmusoperator niedergedrückt ist, gibt die Rhythmusoperatorschaltung 16 Tonauswahldaten TSD aus und dem niedergedrückten Rhythmusoperator ein Taste-EIN-Signal KON, das dem niedergedrückten Rhythmusoperator entspricht. Dieses Taste- EIN-Signal KON befiehlt der Rhythmusspiel-Vorrichtung die Perkussivtöne zu erzeugen. Die Tonauswahldaten TSD wählen den dem niedergedrückten Rhythmusoperator entsprechenden Perkussivton, und diese Tonauswahldaten werden einem Startadressenspeicher 18 als Adressensignal zugeführt. Wenn der dem Tom-Ton entsprechende Rhythmusoperator niedergedrückt ist, gibt die Rhythmusoperatorschaltung 16 ein Tom-Ton-Auswahlsignal TOM aus zusätzlich zu den Tonauswahldaten TSD und dem Taste-ElN-Signal KON. Dieses Tom-Ton-Auswahlsignal TOM wird zur Steuerung des Reproduktionsvorgangs der Daten von zwölf Bits an jedem Abtastpunkt verwendet.
Der Startadressenspeicher 18 besteht, beispielsweise, aus dem ROM. Dieser Startadressenspeicher 18 speichert jedes jedem Speicherbereich entsprechende Startadressendatum innerhalb des Wellenformspeichers 14. Startadressendaten SAD werden aus dem Startadressenspeicher 18 gelesen, und die Startadressendaten SAD werden dem Adressengenerator 20 zugeführt. Diese Startadressendaten SAD benennen den Adressenstart des Speicherbereichs entsprechend dem durch die Tonauswahldaten TSD ausgewählten Perkussivton.
Der Adressengenerator erzeugt Adressendaten AD und Steuersignale C&sub0;, C&sub1;, C&sub3;, C&sub2;&sbplus;&sub3; und SEL basierend auf den Startadressendaten SAD, dem Taste-EIN-Signal KON und dem Tom-Ton-Auswahlsignal TOM. Die detaillierte Bauweise des Adressengenerators 20 wird im folgenden im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben werden.
Die Adressendaten AD werden dem Addierer 22 zugeführt, wobei Adressendaten ADS für das Auslesen der Wellendaten erzeugt werden. Wenn der Wert des Tom- Ton-Auswahlsignals TOM "1" ist, wird dem Addierer 22 das Steuersignal C&sub2;&sbplus;&sub3; (wie ein Übertragseingangswert Ci) über ein UND-Gatter 24 zugeführt. Wenn andererseits der Wert des Tom-Ton-Auswahlsignals TOM "0" ist, gehen die Adressendaten AD direkt durch den Addierer 22 und werden als Adressendaten ADS verwendet.
Die Adressendaten ADS werden dem Wellenformspeicher 14 zugeführt, wobei jede Wellenformdaten (jede Einwortdaten), die den Perkussiv-Ton entsprechend dem niedergedrückten Rhythmus-Generator kennzeichnen, daraus ausgelesen werden. Die Einwortdaten (von acht Bits) bestehen aus den niederwertigen Daten LB von vier Bits und den höherwertigen Daten UB von vier Bits. In den Tom-Ton-Wellenformdaten müssen die Amplitudendaten von zwölf Bits an jedem Abtastpunkt reproduziert werden. Dieser Reproduziervorgang kann mit Hilfe eines bestimmten Schaltteils verwirklicht werden, das Selektoren 26 und 28, Halteschaltungen (latch circuits) 30, 32 und 36 und eine Torschaltung 34 aufweist.
Der Selektor 26 erhält das Steuersignal SEL als ein Auswahlsignal SA. In einem ersten Fall wählt der Selektor 26 das Steuersignal C&sub3; (am Eingangsanschluß A&sub0; eingegeben), wenn der Wert des Auswahlsignals SA "1" ist, und der Selektor 26 wählt das Steuersignal C&sub1; (am Eingangsanschluß B&sub0; eingegeben), wenn der Wert des Auswahlsignals SA "0" ist. In diesem ersten Fall gibt der Selektor 26 ein erstes Haltesignal (latch signal) L1 vom seinem Ausgangsanschluß Y&sub0; aus. Andererseits wählt in einem zweiten Fall der Selektor 26 das Steuersignal C&sub1; (am Eingangsanschluß A&sub1; eingegegeben) aus, wenn der Wert des Auswahlsignals SA "1" ist, und der Selektor 26 wählt das Steuersignal C&sub3; (am Eingangsanschluß B&sub1; eingegeben), wenn der Wert des Auswahlsignals SA "0" ist. In diesem zweiten Fall gibt der Selektor 26 ein zweites Haltesignal L2 vom seinem Ausgangsanschluß Y&sub1; aus.
Der Selektor 28 erhält das Steuersignal SEL als das Auswahlsignal SA. Der Selektor 28 wählt und gibt die höherwertigen Daten UB von vier Bits (am Eingangsanschluß A eingegeben) vom Ausgangsanschluß Y aus, wenn der Wert des Signals SA "1" ist. Andererseits wählt der Selektor 28 und gibt die niederwertigen Daten LB von vier Bits (am Eingangsanschluß B eingegeben) vom Ausgangsanschluß Y aus, wenn der Wert des Signals SA "0" ist.
Die Halteschaltung 30 verriegelt die niederwertigen Daten LB von vier Bits und die höherwertigen Daten UB von vier Bits aufgrund des Haltesignals L2, und die Halteschaltung 30 gibt die Daten von acht Bits an die Halteschaltung 36 aus.
Die Halteschaltung 32 verriegelt und gibt die Ausgangsdaten von vier Bits vom Selektor 28 aus. Wenn die Tom-Ton-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 ausgelesen werden, gibt die Halteschaltung 32 sequentiell die Datenwerte [1]UB, [1]LB, [4]UB, [4]LB, . . . aus.
Die Torschaltung 34 empfängt das Tom-Ton-Auswahlsignal TOM als Freigabesignal EN. Wenn der Wert dieses Freigabesignals EN gleich "1" ist (d. h., wenn die Tom-Ton-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 ausgelesen werden), wird die Torschaltung 34 eingeschaltet und die Ausgangsdaten der Halteschaltung 32 werden über die Torschaltung 34 an die Halteschaltung 36 geliefert.
Die Halteschaltung 36 verriegelt die Ausgangsdaten von acht Bits aus der Halteschaltung 30 und die Ausgangsdaten von vier Bits von der Torschaltung 34 aufgrund des Steuersignals C&sub0;, so daß die Halteschaltung 36 Datenwerte von zwölf Bits ausgeben kann. Wenn die Tom-Ton-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 gelesen werden, gibt die Halteschaltung 36 die Amplitudendaten von zwölf Bits aus. Wenn andererseits andere Wellenformdaten als die Tom-Ton- Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 gelesen werden, wird die Torschaltung 34 ausgeschaltet, folglich werden die Amplitudendaten von acht Bits aus der Halteschaltung 30 nur über die Halteschaltung 36 ausgegeben. Der Verriegelungsvorgang für die Ausgangsdaten des Wellenformspeichers 14 wird unterdessen später im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben werden.
Die Amplitudendaten von acht Bits oder zwölf Bits von der Halteschaltung 36 werden auf einen Digital/Analog-Wandler DAC 38 übertragen, wobei die Amplitudendaten in ein Analogsignal umgewandelt werden. Dieses Analogsignal wird auf ein Klangsystem 40 übertragen. Das Klangsystem 40 erzeugt folglich den dem niedergedrückten Rhythmusoperator entsprechenden Perkussivton. In dieser Weise kann das manuelle Rhythmusspiel von dem Musizierenden ausgeübt werden.
Im folgenden wird der Adressengenerator 20 in Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 im Detail beschrieben werden.
In Fig. 3 werden die Startadressendaten SAD dem Eingangsanschluß B eines Selektors 42 innerhalb des Adressengenerators 20 zugeleitet, und das Taste-EIN- Signal KON wird einer Synchron-Differenzier-Schaltung 44 zugeführt. Eine Taktgeberquelle 46, die deren Taktfrequenz variieren kann, erzeugt und gibt ein Taktgebersignal CA an die Synchron-Differenzier-Schaltung 44, eine Verzögerungsschaltung 48 und einen Ringzähler 50.
Die Synchron-Differenzier-Schaltung 44 differenziert das Taste-EIN-Signal KON synchron mit dem Taktgebersignal CA, um einen Ausgangsimpuls KONP&sub1; auszugeben, der eine einer Periode des Taktgebersignals CA entsprechende Impulsdauer hat. Dieser Ausgangsimpuls KONP&sub1; stellt den Ringzähler 50 wieder zurück, der Ringzähler 50 zählt daher das Taktgebersignal CA nach der Rückstellzeit, um so die Steuersignale C&sub0;, C&sub1;, C&sub2; und C&sub3; zu erzeugen, siehe Fig. 4. Die Steuersignale C&sub2; und C&sub3; werden einem ODER-Gatter 52 zugeführt, wobei das Steuersignal C&sub2;&sbplus;&sub3;, siehe Fig. 4(g), erzeugt wird.
Zusätzlich stellt der Ausgangsimpuls KONP&sub1; einen Flip-Flop 54 zurück, dessen Trigger-Eingangsanschluß T mit dem Steuersignal C&sub0; beliefert wird. Der Flip- Flop 54 gibt daher die Steuersignale SEL&sub1; und SEL&sub2;, siehe Fig. 4(h) und 4(i), jeweils von seinen Ausgangsanschlüssen Q&sub1; und Q&sub2; aus. Dieses Steuersignal SEL&sub1; wird ausgegeben wie das Steuersignal SEL, siehe Fig. 2.
Der Ausgangsimpuls KONP&sub1; wird mittlerweile der Verzögerungsschaltung 48 zugeführt, wobei der Ausgangsimpuls KONP&sub1; um eine halben Periode des Taktgebersignals CA (siehe Fig. 3 durch eine Periode CA/2 ) verzögert wird. Die Verzögerungsschaltung 48 gibt daher einen Ausgangsimpuls KONP&sub2; (in Fig. 4(a) durch eine gestrichelte Linie dargestellt) zum Selektor 42 als Auswahlsignal SB aus.
Der Selektor 42 wählt den Eingangsanschluß B und gibt die Startadressendaten SAD an den Addierer 56, wenn der Wert des Auswahlsignals SB "1" ist. Der verzögerte Ausgangsimpuls KONP&sub2; wird der Torschaltung 58 als ein Sperrsignal DIS zugeführt, wobei die Torschaltung 58 abgeschaltet wird. In diesem Fall wird der Wert der Startadressendaten SAD des Selektor 42 in einem Addierer 56 nicht geändert, und die Startadressendaten SAD werden dem Register 60 über den Addierer 56 zugeleitet. Dann werden die Startadressendaten SAD in das Register 60 mit der Zeitgebung des Steuersignals C&sub0; geladen. Wie in Fig. 4(k) dargestellt, werden die Startadressendaten SAD (dargestellt durch Daten SAD+0) vom Register 60 ausgegeben als die Adressendaten AD in einem ersten Zeitraum (zwischen den Zeiten t&sub0; und t&sub2;), und diese Startadressendaten SAD werden dem Eingangsanschluß A des Selektors 42 zugeführt. Die Zeitbasis des in Fig. 4(j) und 4(k) dargestellten Zeit-Diagramms betragen das vierfache der Zeitbasis des in Fig. 4(a) bis 4(i) dargestellten Zeit-Diagramms.
Ein Selektor 62 erhält in der Zwischenzeit ein Ausgangssignal von einem UND- Gatter 64, das mit dem Tom-Ton-Auswahlsignal TOM und dem Steuersignal SEL&sub2; als Auswahlsignal SB geliefert wird. Zusätzlich werden Daten mit dem Wert "+1" (Daten "+1") und Daten mit dem Wert "+2" (Daten "+2") zu den entsprechenden Eingangsanschlüssen A und B des Selektors 62 geliefert. Der Selektor 62 wählt den Eingangsanschluß A und gibt die Daten "+1" an die Torschaltung 58 aus, wenn das Auswahlsignal SB den Wert "0" hat. Andererseits wählt der Selektor 62 den Eingangsanschluß B und gibt die Daten "+2" an die Torschaltung 58 aus, wenn das Auswahlsignal den Wert "1" hat. In der oben beschriebenen ersten Periode, wenn der Wert des Steuersignals SEL&sub2; "0" ist, nachdem der verzögerte Ausgangsimpuls KONP von der Verzögerungsschaltung 48 erzeugt wurde, ist der Wert des Auswahlsignals SB "0", und der Selektor 62 wählt und gibt den Datenwert "+1" an die Torschaltung 58 aus.
Zur Zeit t&sub1;, wenn der Wert des verzögerten Ausgangsimpulses KONP&sub2; "0" wird, wählt der Selektor 42 den Eingangsanschluß A und gibt die Startadressendaten SAD (vom Register 60 geliefert) an den Addierer 56. Zu diesem Zeitpunkt wird die Torschaltung 58 angeschaltet, folglich durchläuft der Ausgangsdatenwert "+1" von dem Selektor 62 die Torschaltung 58 und wird dem Addierer 56 zugeführt, wobei der Datenwert "+1" mit den Startadressdaten SAD addiert wird. Der Addierer 56 gibt deshalb Datenwerte SAD+1 an das Register 60, wo die Daten SAD+1 zu einer Zeitgebung des Steuersignals C&sub0; geladen werden. Das Register 60 gibt folglich die Daten SAD+1 zu einer Zeit t&sub2; aus, wenn der Wert des Steuersignals SEL&sub2;, siehe Fig. 4(j), von "0" auf "1" wechselt. Das Register 60 gibt deshalb die Daten SAD+1 in einer zweiten Periode zwischen t&sub2; und t&sub3; aus.
Nach der Zeit t&sub3; unterscheidet sich der Ausgangsdatenwert des Register 60 abhängig davon, ob der Wert des Tom-Ton-Auswahlsignals TOM "1" oder "0" ist. In dem Fall, in dem der Wert des Tom-Ton-Auswahlsignals TOM "1" ist, wählt der Selektor 62 und gibt die Daten "+2" zu jedem Zeitpunkt aus, in dem der Wert des Steuersignals SEL&sub2; "1" wird, siehe Fig. 4(j). Somit gibt, siehe Fig. 4(k), das Register 60 nacheinander die Daten SAD+3, SAD+4, SAD+6, . . . zu jeder Periode aus.
Im Gegensatz dazu wählt in dem Fall, in dem der Wert des Tom-Ton-Auswahlsignals TOM "0" ist, der Selektor 62 immer und gibt den Datenwert "+1" aus, siehe (1) in Fig. 4(j), sogar, wenn der Wert des Steuersignals SEL&sub2; "1" ist. Das Register 60 gibt folglich sequentiell die Daten SAD+2, SAD+3, SAD+4, . . . zu jeder Periode aus.
Die Ausgangsdatenwerte des Registers 60 werden dem Addierer 22 (siehe Fig. 2) als Adressendaten AD geliefert. In diesem Fall gibt der Addierer 22 die Adressendaten ADS als Adressendaten AD aus, wenn der Wert des Signals TOM "0" ist. Andererseits führt der Addierer 22 den Additionsvorgang durch, wenn der Wert des Signals TOM "1" ist, siehe Fig. 5. Fig. 5 zeigt die Addressendaten AD und ADS, wobei die Startadressendaten SAD weggelassen werden. Genauer gesagt, die Datenwerte AD, von denen der Wert aufeinanderfolgend wie "0", "1", "3", "4", "6", "7", . . . variiert, werden dem Addierer 22 zugeführt, wobei die Datenwerte AD mit dem Datenwert "1" durch Zeitgebung des Steuersignals C&sub2;&sbplus;&sub3; addiert werden. Der Addierer 22 gibt folglich die Datenwerte ADS aus, deren Wert nacheinander variiert wie "0", "1", "1", "2", "3", "4", "4", "5", "6", "7", "7", . . . durch Zeitgebung des Steuersignals C&sub2;&sbplus;&sub3;.
Wenn die Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 auf die Adressendaten ADS hin, um Töne zu erzeugen, ausgelesen werden, werden die Tonhöhen der erzeugten Töne bestimmt aufgrund der Auslesegeschwindigkeit, die der Frequenz des Taktsignals CA entspricht. Es ist deshalb möglich die Tonhöhen durch Änderung der Frequenz des Taktsignals CA je nach Bedarf zu steuern.
Es folgt nun die Beschreibung hinsichtlich des Ausgabevorgangs der Amplitudendaten von acht Bits oder zwölf Bits, die man durch Verriegelung der Ausgangsdaten des Wellenformspeichers 14 erhält, siehe Fig. 2 im Zusammenhang mit Fig. 6.
Der Selektor 26 gibt das erste Verriegelungssignal L1 aus, das durch Auswählen der Impulse P&sub1;&sub1; und P&sub3;&sub1; (durch Schraffierung in Fig. 6 dargestellt) jeweils von den Steuersignalen C&sub1; und C&sub3; und durch Anordnen der ausgewählten Impulse P&sub1;&sub1; und P3&sub1; in einem Impulszug erhalten wird. In ähnlicher Weise gibt der Selektor 26 ein zweites Verriegelungssignal L2 aus, das durch Auswählen der Impulse P&sub1;&sub2; und P&sub3;&sub2; (die sich von den Impulsen P&sub1;&sub1; und P&sub3;&sub1; hinsichtlich des Steuersignals C&sub1; und C&sub3; unterscheiden) und durch Anordnen der ausgewählten Impulse P&sub1;&sub2; und P&sub3;&sub2; in einen Impulszug erhalten wird
In dem Fall, in dem die Nicht-Tom-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 ausgelesen werden, (der auch den Fall einschließt, bei dem die Rausch- Tom-Ton-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 ausgelesen werden, siehe Fig. 1), gibt der Wellenformspeicher 14 sequentiell den Datenwert [0] der Adressen "0", den Datenwert [1] der Adressen "1", den Datenwert [2] der Adressen "2", . . . aufgrund der Adressendaten ADS, siehe Fig. 6(A), aus. Andererseits gibt in dem Fall, in dem die Tom-Ton-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 ausgelesen werden, der Wellenformspeicher 14 nacheinander die Daten [0], [1], [1], [2], [3], [4], [4], . . . aufgrund der Adressendaten ADS, siehe Fig. 6(B), aus.
Genauer gesagt, in dem Fall, in dem die Nicht-Tom-Ton-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 ausgelesen werden, wird die Torschaltung 34 abgeschaltet, deshalb liefert der Wellenformspeicher 14 die Amplitudendaten von acht Bits an den DAC 38 über die in Serie geschalteten Halteschaltungen 30 und 36. In diesem Fall werden die in der Fig. (6A) gezeigten Daten [0] in der Halteschaltung 30 im Ansprechen auf den Impuls P&sub1;&sub2; des Verriegelungssignals L2 verriegelt. Diese Ausgangsdatenwerte [0] der Halteschaltung 30 werden in der Halteschaltung 30 durch Zeitgebung des Steuersignals C&sub0; verriegelt. Danach werden die in der Fig. 6(A) gezeigten Datenwerte [1] in dem Halteschaltung 30 im Ansprechen auf den Impuls P&sub3;&sub2; des Signals L2 verriegelt, und die verriegelten Ausgangsdatenwerte [1] der Halteschaltung 30 werden in die Halteschaltung 36 durch Zeitgebung des Steuersignals C&sub0; verriegelt. Nachfolgend werden die gleichen Verriegelungsvorgänge wiederholt durchgeführt. Die Halteschaltung 36 gibt folglich die Amplitudendaten von acht Bits aus, die sequentiell variieren wie [0], [1], [2], [3], . . . , wie in Fig. 6 dargestellt durch (AOUT).
Andererseits wird in dem Fall, in dem die Tom-Ton-Wellenformdaten aus dem Wellenformspeicher 14 gelesen werden, die Torschaltung 34 abhängig von dem Wert des Tom-Ton-Auswahlsignals TOM abgeschaltet. Deshalb gibt die Halteschaltung 36 die Amplitudendaten von zwölf Bits aus.
Genauer gesagt, der Selektor 28 (der auf das Steuersignal SEL anspricht) wählt die höherwertigen Datenwerte UB von vier Bits in einer Periode aus, wenn die Ausgangsdatenwerte des Wellenformspeichers 14 die in der Fig. 6(B) gezeigten Daten [0] und [1] darstellen. Zusätzlich wählt der Selektor 28 die niederwertigen Datenwerte LB von vier Bits in einer Periode aus, wenn die Ausgangsdatenwerte des Wellenformspeichers 14 die in Fig. 6(B) gezeigten Daten [1] und [2] darstellen. Aus diesem Grund werden die höherwertigen Datenwerte [1]UB von vier Bits innerhalb der Daten [1] in der Halteschaltung 32 im Ansprechen auf den Impuls P&sub3;&sub1; des ersten Haltesignals L1 verriegelt. Danach werden die niederwertigen Datenwerte [1]LB von vier Bits innerhalb der Daten [1] in der Halteschaltung 32 im Ansprechen auf den Impuls P&sub1;&sub1; des ersten Haltesignals L1 verriegelt. In ähnlicher Weise werden die Daten [4]UB, [4]LB, [7]UB, [7]LB, . . . sequentiell in der Halteschaltung 32 verriegelt.
Parallel zu dem oben beschriebenen Verriegelungsvorgang der Halteschaltung 32 werden die Daten [0] in der Halteschaltung 30 im Ansprechen auf den Impuls P&sub1;&sub2; des zweiten Haltesignals L2 verriegelt. Danach werden die Daten [2] in der Halteschaltung 30 im Ansprechen auf den Impuls P&sub3;&sub2; des zweiten Haltesignals L2 verriegelt. In ähnlicher Weise werden die Daten [3], [5], [6], . . . sequentiell in der Halteschaltung 30 verriegelt.
Parallel mit den zuvor beschriebenen Verriegelungsvorgängen der Halteschaltung 30 und 32 werden die beiden Ausgangsdaten der Halteschaltung 30 und 32 in der Halteschaltung 36 im Ansprechen auf das Steuersignal C&sub0; verriegelt. Die Halteschaltung 36 gibt folglich sequentiell die Amplitudendaten von zwölf Bits aus, siehe (BOUT) in Fig. 6. Genauer gesagt, die Ausgangsdaten der Halteschaltung 36 stellen nacheinander die Daten [0] plus [1]UB, die Daten [2] plus [1]LB, die Daten [3] plus [4]UB, die Daten [5] plus [4]LB, . . . dar. Es leuchtet ein, daß die oben erwähnten Ausgangsdaten der Halteschaltung 36 identisch mit den im mittleren Teil der Fig. 1 gezeigten Daten von zwölf Bits sind.
Im vorhergehenden wurde eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Ein Rhythmus-Ton wird, zum Beispiel, zu einer Tonerzeugungszeitgebung bei der vorliegenden Ausführungsform erzeugt, es ist jedoch möglich, ein Zeitmultiplex-System zu verwenden und simultan mehrere Töne zum gleichen Zeitpunkt zu erzeugen. Das Rhythmusspiel wird zusätzlich durch die manuelle Bedienung bei der Ausführungsform durchgeführt, es ist jedoch möglich einen Rhythmusmusterspeicher herzustellen, und somit den Auslesevorgang des Wellenformspeichers entsprechend dem in dem Rhythmusmusterspeicher vorgespeicherten Rhythmusmuster zu steuern. In diesem Fall ist das Durchführen eines automatischen Rhythmusspiels möglich. Außerdem ist eine Abtast-Bitzahl M nicht auf zwölf Bits beschränkt, und eine Einwort-Bitzahl N des Wellenformspeichers 14 ist nicht auf acht Bits beschränkt. In diesem Fall gibt es eine Beziehung zwischen den vorher beschriebenen Bitzahlen M und N zur wirkungsvollen Ausnutzung des Wellenformspeichers 14, das ist, N < M ≤ 1,5N. Und Gegenstand der Erfindung ist, daß das Datenspeicherformat so bestimmt ist, daß die Amplitudendatenwerte von zwei Abtastpunkten in jeweils drei Speicherbereichen des Wellenformspeichers gespeichert werden. Deshalb kann jede Kombination zwischen den Bitzahlen M und N in der Bedeutung der oben erwähnten Beziehung gewählt werden. Wenn die Bitzahlen M und N als N = 2 (M - N) gesetzt werden (zum Beispiel, wenn M gleich zwölf und N gleich acht ist), können die nicht verwendeten Speicherbereiche beseitigt werden und der Ausnutzungsgrad des Wellenformspeicher erreicht 100%.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Tönen unter Verwendung eines Wellenformspeichers, bei der eine Vielzahl von Amplitudendaten, die der Amplitude einer Tonwellenform an jedem Abtastpunkt entsprechen,. vorgespeichert und Töne entsprechend den gespeicherten Amplitudendaten erzeugt werden, mit

(a) Wellenformspeichermitteln (10, 14) zur Speicherung von Amplitudendaten mit M Bits (wobei M eine ganze Zahl bedeutet), welche Wellenformspeichermittel aus einer Vielzahl von Einwortspeicherbereichen (12) bestehen, von denen jeder N-Bit Speicherplätze aufweist, (wobei N eine ganze Zahl ist, so daß gilt: N< M≤1,5N);

b) Adressenbereitstellungsmitteln (18, 20, 22 und 24), um Adressen bereitzustellen, die jeweils die Einwortspeicherbereiche den Wellenformspeichermitteln anzeigen, sodaß N-Bit Speicherplätze ausgelesen werden;

c) Tonerzeugungsmitteln (38, 40), um auf der Grundlage der ausgelesenen Daten einen Ton zu erzeugen, welche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß Amplitudendaten zweier Abtastpunkte in drei Einwortspeicherbereichen (12) gespeichert werden, wobei ein Datenwert mit N Bits innerhalb eines Amplitudendatenwertes mit M Bits in einem ersten Einwortspeicherbereich, ein anderer Datenwert mit N Bits innerhalb eines anderen Amplitudendatenwertes mit M Bits in einem dritten Einwortspeicherbereich, ein übrig er Datenwert mit (M-N) Bits innerhalb des einen Amplitudendatenwertes mit M Bits und ein übriger Datenwert mit (M-N) Bits innerhalb des anderen Amplitudendatenwertes mit M Bits in einem zweiten Einwortspeicherbereich gespeichert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren folgendes aufweist:

a) Auswahlmittel (16) zum Auswählen eines ersten oder eines zweiten Tones, der einer einzigen, in den Wellenformspeichermitteln gespeicherten Tonwellenform entspricht;

b) Adressenerzeugungsmittel (20, 22 und 24) zur Erzeugung einer ersten Adresse, wenn die Auswahlmittel den ersten (normalen) Ton auswählen, und zur Erzeugung einer zweiten Adresse, wenn die Auswahlmittel den zweiten (rauschenden) Ton auswählen; und

c) Tonerzeugungsmittel (26 bis 36) zur Erzeugung des ausgewählten ersten oder zweiten Tones;

d) wobei die Amplitudendaten zweier Abtastpunkte auf der Grundlage der ersten Adresse in einer solchen Weise reproduziert werden, daß der eine aus dem ersten Einwortspeicherbereich ausgelesene Datenwert mit N Bits und der übrige aus dem zweiten Einwortspeicherbereich ausgelesene Datenwert mit (M-N) Bits kombiniert werden, um den Amplitudendatenwert mit M Bits zu reproduzieren, wobei ferner der andere aus dem dritten Einwortspeicherbereich ausgelesene Datenwert mit N Bits und der übrige aus dem zweiten Einwortspeicherbereich ausgelesene Datenwert mit (M- N) Bits kombiniert werden, um den anderen Amplitudendatenwert mit M Bits zu reproduzieren, wenn die Auswahlmittel den ersten Ton auswählen, wozu der eine und der andere Amplitudendatenwert sequentiell ausgegegeben werden, so daß der erste Ton erzeugt wird; und

e) wobei der zweite Ton auf der Grundlage der zweiten Adresse in einer solchen Weise erzeugt wird, daß die in jedem Speicherbereich gespeicherten Daten sequentiell aus den Wellenformspeichermitteln ausgelesen werden und jeder Abtastpunkt des zweiten Tones auf der Grundlage der ausgelesenen Daten mit einem N-Bit-Wort erzeugt wird, wenn die Auswahlmittel den zweiten Ton auswählen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren Reproduziermittel aufweist, die folgendes aufweisen:

a) erste Auslesemittel (26, 30), um das Datenwort mit N Bits aus dem ersten oder dritten Einwortspeicherbereich auszulesen;

b) zweite Auslesemittel (26, 28, und 32), um den übrigen Datenwert mit (M-N) Bits auszulesen, der dem Datenwort entspricht, das von den ersten Auslesemitteln aus dem zweiten Einwortspeicherbereich ausgelesen wird, und

c) Kombinationsmittel (36) zum Kombinieren des Datenwortes von den ersten Auslesemitteln und einem entsprechenden übrigen Datenwert von den zweiten Auslesemitteln zu kombinieren, um dadurch den Amplitudendatenwert mit M Bits an jedem Abtastpunkt zu reproduzieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der M gleich zwölf und N gleich acht ist.